近日，SCIENCE CHINA Life Sciences（《中国科学：生命科学》英文版）在线发表华中农业大学高泽霞/万世明团队题为“Creation of intermuscular bone-free genetic mutants in grass carp and multiomics reveals molecular regulatory basis”的研究论文，成功培育出完全无肌间刺的草鱼新种质并完成其综合表型评价。

鱼类作为重要的优质动物蛋白来源，在全球居民膳食结构改善中发挥着关键作用。然而，全球主要养殖经济鱼类普遍具有肌间刺，有肌间刺鱼类产量约占全球鱼类养殖总产量的70% 。肌间刺严重影响鱼类食用，制约现代化加工，已成为鱼类养殖与加工产业高质量发展的突出瓶颈。培育无肌间刺鱼类已成为全球水产遗传改良的重要目标。为解决这一问题，高泽霞/万世明团队自2012年起，持续围绕鱼类肌间刺发生发育机制和遗传改良开展研究，历经十余年攻关，系统解析了肌间刺发生发育规律和骨化机制，在国际上率先鉴定到了鱼类肌间刺形成的关键调控基因runx2b，创建了无肌间刺鱼类分子精准育种技术体系。

草鱼是全球养殖产量最高的鱼类，2024年产量达620万吨，具有营养价值高、养殖技术成熟、适应性广、对鱼粉依赖度低、环境友好等优势，是可持续水产养殖发展的重要物种。但作为典型鲤科鱼类，数量多、形态复杂的肌间刺同样严重限制了草鱼产业价值的进一步提升。该研究揭示了草鱼肌间刺形态和发育特征，利用runx2b基因编辑技术成功创制了完全无肌间刺的草鱼新种质，并发现肌间刺缺失后，草鱼其它主轴骨骼发育等均不会发生显著性变化，无肌间刺表型可稳定遗传。

系统解析了草鱼肌间刺的形态特征与发育时序，明确其肌间刺形态复杂多样，总数约118根，发现肌间刺骨化关键窗口期为孵化后15至40天，沿躯干从尾向前依次骨化出现。同时，基于关键调控基因runx2b基因编辑，成功创制草鱼F₀代突变体，并通过逐代繁育获得了F₁和F₂代稳定遗传的完全无肌间刺草鱼新种质。

基于runx2b基因编辑的无肌间刺草鱼新种质创制

“无肌间刺是否影响鱼类发育与品质?”是消费者和产业关注的核心。该研究证实runx2b突变导致的肌间刺完全缺失不会影响草鱼其它主轴骨骼的正常发育与矿化，亦未改变鱼体脂肪与肌肉体积比例。有/无肌间刺草鱼肌肉的水分、蛋白质、脂肪、氨基酸、脂肪酸等含量均相当。质构特性上，无肌间刺草鱼肌肉的胶黏性、内聚性与回复性指标更高，肌肉颜色更浅。微量元素方面，无肌间刺草鱼肌肉钙含量显著降低，钾含量显著升高，这可能与骨骼形成减少及离子平衡的生理适应有关。二者游离氨基酸含量及气味活度值亦无差异，证实肌间刺缺失并未改变肌肉的风味潜力和整体营养品质。

有肌间刺（runx2b^+/+）和无肌间刺（runx2b^-/-）草鱼的基因型和表型比较

多组学比较与整合分析发现：有/无肌间刺草鱼肌肉中的大量差异表达基因和蛋白显著富集于钙离子信号通路以及肌肉收缩相关通路。这些分子变化共同指向一个系统性适应：肌间刺的缺失触发了肌肉在Ca²⁺信号传导、收缩蛋白表达及能量代谢方面的重编程，与快缩肌纤维负相关的基因（如capn1）表达下调，而与氧化代谢、抗疲劳相关的通路（如PGC1α通路）基因表达上调，无肌间刺草鱼可能通过增强肌肉的氧化代谢能力和收缩调节效率，以代偿因骨骼支撑结构缺失而对运动功能产生的影响，维持正常的运动性能。

有肌间刺（runx2b^+/+）和无肌间刺（runx2b^-/-）草鱼肌肉多组学分析

该研究不仅验证了runx2b作为鱼类鱼类肌间刺遗传改良关键靶点的普适性，更为鱼类肌间刺性状精准改良提供了从关键基因鉴定、基因编辑育种到新品种安全性与品质评价的完整技术方案和理论体系，对推动水产养殖业向高值化、消费友好型转型具有重大参考价值。

华中农业大学水产学院高泽霞教授和万世明副教授为该文通讯作者，刘俊岐博士和聂春红副教授为共同第一作者。